Dans le domaine de la production chimique, le contrôle de la température des cuves de réaction est le maillon essentiel qui détermine l'efficacité de la production et la qualité des produits. Pour les entreprises de production dont la production annuelle est de 5 000 tonnes de pigments organiques, les limites de la technologie de refroidissement traditionnelle sont devenues un goulot d'étranglement majeur limitant l'amélioration des capacités. L'équipe technique de CBFI a mené une analyse approfondie-des problèmes de l'industrie et a développé un système de refroidissement de bouilloire à réaction chimique avec "une fabrication de glace intelligente - un contrôle efficace de la température - un transport précis" comme noyau, ce qui améliore l'efficacité de la réfrigération dans la production chimique à un nouveau niveau.
**Du dilemme technique à la refactorisation du système : la voie innovante des solutions CBFI**
Au cours du processus de synthèse des pigments, les fluctuations de température dans le récipient de réaction entraînent souvent une augmentation des sous-produits-et des vitesses de réaction instables. Les systèmes traditionnels refroidis à l'eau-ou à l'air-sont confrontés à trois défis majeurs :
1. La vitesse de refroidissement est à la traîne et les supports de refroidissement conventionnels sont difficiles à égaler rapidement le pic de dégagement de chaleur de la réaction ;
2. Répartition inégale des cristaux de glace, la fabrication de glace artificielle peut facilement provoquer une surfusion locale ou des points chauds ;
3. La gestion de l'énergie est étendue et un seul mode de contrôle de la température est difficile à adapter aux caractéristiques des différents lots de matières premières.
La percée de l'équipe CBFI a commencé avec la reconstruction du mode « contact direct entre la glace et les réactifs », en intégrant l'ensemble du processus de fabrication, de stockage, de transport et de livraison de la glace dans un système intelligent, réalisant :
-La taille des particules de glace est contrôlée avec précision entre 3 et 5 millimètres pour garantir un mélange uniforme avec les réactifs ;
-L'efficacité de la réfrigération a été améliorée de 40 % par rapport aux processus traditionnels, et le temps de réponse du refroidissement a été réduit à 3 minutes ;
-Tout en réalisant une gestion en boucle fermée entièrement automatisée-, la consommation d'énergie du système a été réduite de 28 %.
**Innovation collaborative des composants de base : analyse des trois principaux piliers techniques du système**
1. * * Système d'évaporation et de grattage de glace en spirale - Remodelage de l'efficacité de la fabrication de glace**
Un grattoir interne en spirale breveté fabriqué à partir de matériaux composites multi-couches est utilisé pour gratter la paroi interne du tube d'évaporation à une fréquence élevée de 180 tours par minute, ce qui non seulement accélère le pelage de la couche de glace, mais éjecte également uniformément les cristaux de glace vers le bac de collecte grâce à la force centrifuge, évitant ainsi la surfusion locale causée par l'accumulation de résidus de glace.
2. * * Dispositif intelligent de stockage de glace - stockage et transport précis dans un environnement sec**
La gestion à double circulation (technologie collaborative d’isolation par air froid) équipée dans le système a complètement changé l’environnement traditionnel de stockage de glace. La couche d'isolation thermique est constituée de matériaux composites aérogel et nano-alumine. Tout en maintenant une température constante de -5 degrés, un flux d'air directionnel est formé à travers le ventilateur centrifuge supérieur, de sorte que le taux d'évaporation de l'eau sur la surface de la glace soit inférieur à 0,5 %. Une plate-forme vibrante dédiée qui fonctionne automatiquement pendant 15 minutes par jour garantit que la glace est naturellement brisée en particules détachées, réduisant ainsi les pertes mécaniques pendant le stockage et le transport.
3. * * Équipement de râteau à glace multifonctionnel - incarnation intelligente du processus de galvanisation par immersion à chaud à 450 degrés **
En tant que « terminal d'exécution intelligent » au sein du système, le râteau à glace anti-corrosion intègre quatre innovations dans sa conception :
-Le cadre en acier est galvanisé à chaud-à 450 degrés, avec une durée de vie de résistance à la corrosion cinq fois supérieure à celle des matériaux ordinaires ;
-La tête de râteau intègre un réseau de capteurs à ultrasons, qui peut scanner l'épaisseur de la couche de glace en temps réel et ajuster automatiquement la profondeur de l'opération ;
-Le même appareil a des fonctions de nivellement, d'écrasement et de poussée, réduisant ainsi les interventions manuelles ;
-En préréglant les paramètres via l'écran tactile, le contrôle de liaison de "l'épaisseur de la glace - le volume de transport - la pression du réacteur" peut être exécuté.
**Intégration du système : contrôle complet des processus grâce à l'Internet des objets**
Au niveau numérique, le système CBFI permet une régulation intelligente grâce à une architecture à trois -niveaux :
-Couche de perception : comprend 32 ensembles de capteurs de température et d'humidité, 12 transmetteurs de pression et 8 ensembles de modules de pesée ;
-Couche Edge Computing : le serveur local traite 120 groupes de données par seconde pour générer des courbes de refroidissement dynamiques ;
-Couche de plate-forme cloud : le personnel de direction peut surveiller-en temps réel l'état du stockage de glace dans toute l'usine via une plate-forme Web et ajuster à distance les paramètres de l'unité de pré-refroidissement de l'air.
Le « dispositif d'ajout de glace tampon » spécialement conçu résout le problème du mélange de glace à l'air dans les systèmes traditionnels. Le dispositif adopte une structure de guidage de flux en forme de nid d'abeille pour réaliser la séparation et le transport du flux d'air de production et du réfrigérant en circulation dans un pipeline fermé. Il évite non seulement l'odeur véhiculée par les cristaux de glace, mais contrôle également la perte de glace broyée pendant le processus de transport de la glace à moins de 3 % grâce à une conception de réduction de pression de la chambre tampon.
**Valeur de l'industrie : de la percée technologique à la transformation de la production**
L'application pratique du système CBFI a vérifié sa valeur multidimensionnelle :
-Amélioration de l'efficacité : vitesse de réponse du refroidissement considérablement accélérée, libérant le potentiel de capacité de production ;
-Assurance qualité : les fluctuations de température sont contrôlées à ± 0,3 degrés et le taux de différence de couleur est réduit à un-cinquième de la norme ISO ;
-Mise à niveau de sécurité : le fonctionnement entièrement automatique élimine le risque d'engelures causées par la fabrication manuelle de glace, avec un taux d'auto-vérification de panne du système de 99,2 % ;
-Extension flexible : grâce à l'interface Internet des objets, il est possible de se connecter rapidement aux systèmes MES d'entreprise et de réaliser une gestion dynamique des formules dans une production multi-variétés.
La pratique du CBFI a révélé trois grandes tendances de développement dans le domaine de la réfrigération chimique :
1. Innovation collaborative des matériaux et des structures : passer de l'optimisation d'un seul dispositif à la conception technique des matériaux au niveau du système ;
2. Fusion profonde de perception intelligente : mise à niveau de la surveillance des paramètres vers un système de prise de décision adaptatif- ;
3. Gestion complète du cycle de vie : intégrez les performances anticorrosion-de l'équipement et les coûts de maintenance dans les considérations de conception initiales.
Sa conception modulaire peut s'adapter de manière flexible aux différents besoins en capacité de production, offrant ainsi une voie de mise à niveau-rentable et avant-gardiste-pour les petites et moyennes-entreprises chimiques de taille.
